Eisimpleirean de Cheistean agus Deasbad mu Ath-bheachdan Polymerization
Tha ath-bheachdan poileimearachaidh nam prìomh chuspair ann an ceimigeachd organach. Tha am pròiseas seo a’ toirt a-steach a bhith a’ ceangal mholacilean monomer gus moileciuilean mòra ris an canar poileimearan a chruthachadh. Tha poileimearan riatanach do bheatha làitheil, bho na stuthan amh a thathas a’ cleachdadh gus plastaig agus rubair a dhèanamh gu snàithleanan aodaich. San artaigil seo, bruidhnidh sinn air grunn eisimpleirean de ath-bheachdan poileimearachaidh agus na fuasglaidhean aca.
Seòrsachan Poileimearachaidh
San fharsaingeachd, faodar polymerization a roinn ann an dà phrìomh sheòrsa:
1. Poileimearachadh cur-ris – Tha am pròiseas seo a’ toirt a-steach monomers anns a bheil ceanglaichean dùbailte no trì-fhillte a chur còmhla gus poileimear a chruthachadh gun fo-thoraidhean a thoirt gu buil. Is e eisimpleir cumanta de phoileimear cur-ris polyethylene, a tha air a chruthachadh à ethylene (CH₂=CH₂).
2. Poileimearachadh dùmhlachaidh – Anns a’ phròiseas seo, bidh an ath-bhualadh eadar dà mhonamair anns a bheil buidhnean gnìomh sònraichte a’ toirt a-mach poileimear còmhla ri fo-thoraidhean leithid uisge no meatanól. Is e eisimpleir cumanta nylon, a tha air a chruthachadh bho dhiamine agus dà-aigéad.
Eisimpleir de Dhuilgheadas Poileimearachaidh Cuir-ris
Ceist 1:
'S e monomer a th' ann an eitiléin (CH₂=CH₂) a bhios a' poileimearachadh gus poileitiléin a chruthachadh. Thoir cunntas air an ath-bhualadh poileimearachaidh agus ainmich na toraidhean a thig às.
Deasbad:
'S e poileimear a th' ann am poileitilein a chaidh a chruthachadh bho mhonaimearan eitilein tro ath-bhualadh poileimearachaidh cur-ris. Faodar an ath-bhualadh seo a sgrìobhadh mar a leanas:
[ n \text{(CH₂=CH₂)} \rightarrow \text{ -[CH₂-CH₂]- }_n \]
Far a bheil ∫(n) a’ riochdachadh an àireamh de dh’aonadan monomer. ’S e slabhraidh fhada de monomers ethylene a th’ anns a’ phoileitiléin a chaidh a chruthachadh gun fo-thoraidhean sam bith.
Ceistean Eisimpleir airson Poileimearachadh Dlùthachaidh
Ceist 2:
Tha polaimear nylon-6,6 air a chruthachadh leis an ath-bhualadh eadar hexamethylenediamine agus searbhag adipic. Sgrìobh an ath-bhualadh agus thoir liosta de na fo-thoraidhean.
Deasbad:
'S e polaimear a th' ann an nylon-6,6 a chaidh a chruthachadh bhon ath-bhualadh eadar hexamethylenediamine (\( \text{H₂N-(CH₂)₆-NH₂} \)) agus searbhag adipic (\( \text{HOOC-(CH₂)₄-COOH} \)). Faodar an ath-bhualadh cruthachaidh a fhoirmleachadh mar a leanas:
\[ \text{n(H₂N-(CH₂)₆-NH₂) + n (HOOC-(CH₂)₄-COOH)} \rightarrow \text{ -[NH-(CH₂)₆-NH-CO-(CH₂)₄-CO]- }_n + 2n \{H)-text
Is e uisge (H₂O) an fo-thoradh.
Ceistean eile mu Phoileimearachadh
Ceist 3:
Bithear a’ cleachdadh poileitiléine teireatalait (PET) ann an dèanamh bhotail phlastaig agus aodach. Is iad na monomers a tha a’ dèanamh suas PET ethylene glycol (HOCH₂CH₂OH) agus searbhag teireatalaigeach (HOOC-C₆H₄-COOH)). Mìnich am pròiseas airson PET a chruthachadh agus obraich a-mach meud an fho-thoraidh ma thòisicheas sinn le 5 mòlan de gach monomer.
Deasbad:
Is e seo an ath-bhualadh poileimearachaidh dùmhlachaidh airson cruthachadh PET:
[ n {(HOCH₂CH₂OH)} + n {(HOOC-C₆H₄-COOH)} \rightarrow \text{ -[OOC-C₆H₄-COO-CH₂CH₂O]- }_n + 2n {H₂O} \]
Far a bheil \(n \) a’ riochdachadh an àireamh de mhòlan de mhonamair. Ma thòisicheas sinn le 5 mòlan de ethylene glycol agus 5 mòlan de dh’aigéad terephthalic, is e na fo-thoraidhean a thig às a sin 5 × 2 = 10 mòlan de H₂O.
Taobhan Cinematic ann am Polymerization
Ann an ath-bheachdan poileimearachaidh, tha cineatachd ath-bhualadh na rud cudromach. Faodaidh diofar nithean buaidh a thoirt air an ìre poileimearachaidh leithid teòthachd, cuideam, agus dùmhlachd monomer.
Ceist 4:
Ma thathar ag ràdh gu bheil ìre poileimearachaidh ath-bhualadh co-ionann ri \(k[M]^x \), far a bheil k na sheasmhachd ìre, [M] dùmhlachd a’ mhonaimeir, agus x òrdugh an ath-bhualadh a thaobh a’ mhonaimeir, mìnich mar a bheir atharrachadh ann an dùmhlachd a’ mhonaimeir buaidh air an ìre ath-bhualadh ma tha x = 2.
Deasbad:
Ma tha x co-ionann ri 2, is e an ìre freagairt \(k[M]^2 \). Tha seo a’ ciallachadh gu bheil an ìre freagairt dìreach co-rèireach ri ceàrnag dùmhlachd a’ mhonaimeir. Ma thèid dùmhlachd a’ mhonaimeir a dhùblachadh, àrdaichidh an ìre freagairt ceithir uiread (2² = 4).
Poileimearachadh Redox
Seòrsa eile de ath-bhualadh poileimearachaidh 's e poileimearachadh redox. Tha seo a' toirt a-steach ath-bhualadh redox eadar dà stuth a thòisicheas poileimearachadh.
Ceist 5:
Tha polaimear air a chruthachadh tro ath-bhualadh redox eadar benzoyl peroxide agus styrene. Sgrìobh an ath-bhualadh tòiseachaidh a tha a’ tachairt.
Deasbad:
Bidh an ath-bhualadh tòiseachaidh eadar benzoyl peroxide agus styrene a’ toirt a-mach radicals saora a bhios a’ tòiseachadh poileimearachadh. Seo mar a tha an ath-bhualadh:
[(C₆H₅CO)₂O₂} rightarrow 2 C₆H₅COO·}]
An uair sin, bidh am radaigeach beinsoileocsail (\( \text{C₆H₅COO·} \)) ag ath-bhualadh le stìorain, a’ tòiseachadh ath-bhualadh slabhraidh poileimearachaidh.
[ \text{C₆H₅COO· + CH₂=CHC₆H₅} \rightarrow \text{C₆H₅COOCH₂-CH·C₆H₅} \]
Lean an ath-bhualadh seo gus an tèid an styrene a tha air fhàgail san t-siostam a chleachdadh gus polystyrene a chruthachadh.
Co-dhùnadh
Tha tuigse air ath-bheachdan poileimearachaidh agus na dòighean-obrach air a chùlaibh deatamach do dhuine sam bith a tha an sàs ann an ceimigeachd no saidheans stuthan. Leis na h-eisimpleirean a chaidh a dheasbad gu h-àrd, thathar an dùil gum bi luchd-leughaidh a’ tuigsinn nam pròiseasan bunaiteach de phoilimearachadh cur-ris agus dùmhlachaidh, a bharrachd air cuid de thaobhan adhartach leithid cineatics ath-bhualadh agus poilearachadh redox. Le bunait làidir, is urrainn dhuinn tuigse nas fheàrr fhaighinn air pàirt riatanach poileimearan ann an diofar thaobhan de bheatha an latha an-diugh.
